4-甲基-2,2′-联吡啶-氨基安替比林希夫碱的合成及光度法测定铁(Ⅱ)的研究
2023-07-31 08:36:26
论文总字数：8102字
摘 要
本文以4，4"-二甲基-2，2"-联吡啶为原料，合成了 (4′－甲基2,2′-联吡啶)－4－氨基安替比林希夫碱（R）并经单晶衍射等手段进行了结构表征。建立了R为显色剂，分光光度法测定铁（Ⅱ）含量的方法。结果显示，显色剂与Fe2 形成3:1络离子，显红色。在 3.3×10-7-1.8×10-5mol/L 范围内，Fe2 离子的浓度与吸光度的增强成良好的线性关系 (R2=0.9994) 。检测限： 9.4×10-8 mol/L关 键 词：(4′－甲基2,2′-联吡啶)－4－氨基安替比林希夫碱, 合成 Fe2 , 分光光度法
Abstract：The chromogenic agent of Fe2 2,3-dimethyl-4-((2-(4-methylpyridin-2-yl)pyridin-4-ylimino)methyl)-1-phenyl-1,2-dihydropyrazol-5-one (R) was synthesized by the condensation reaction of 2-(4-methylpyridin-2-yl)isonicotinaldehyde and 4 - aminoantipyrine. The structure was confirmed by CCD. The recognition properties of R with metal ions have been investigated in aqueous solution (V(CH3CH2OH):V(H2O)=1:1) by the UV-Vis spectrophotometry. The results showed that the R exhibited highly sensitive and selective optical response toward Fe2 . . When the concentration of Fe2 in the range of 3.3×10-7-1.8×10-5mol/L there was a good linearity between the absorption intensity and the concentration of Fe2 . The detection limits was 9.4×10-8 mol/L．
keywords:2,3-dimethyl-4-((2-(4-methylpyridin-2-yl)pyridin-4-ylimino)methyl)-1-phenyl-1,2-dihydropyrazol-5-one, Synthetize Fe2 , Colourimetric detection
目 录
1 前言 3
2 实验部分 3
2.1 实验仪器和试剂 3
2.2 显色剂R的合成 3
2.2.1 4-甲基-4′-甲酰基-2,2′-联吡啶的合成 3
2.2.2 显色剂R的合成 4
2.3晶体结构测定 4
2.3.1 单晶的培养 4
2.3.2 晶体结构测定及描述 4
3 结果与讨论 5
3.1 最大波长的选择 5
3.2 显色剂用量的选择 6
3.3 pH值对吸光度的影响 7
3.4 有色溶液稳定性实验 7
3.5 温度对吸光度的影响 8
3.6 共存干扰离子的影响 9
3.7 校准曲线的绘制 9
结 论 11
参 考 文 献 12
致 谢 13
1 前言
铁作为人体必不可少的痕量元素之一，决定着生物体的健康状态，而铁离子摄入过量或缺乏都会引起生物体的生理异常，如贫血，肝和肾脏损害，心力衰竭，糖尿病等疾病[1-2]。最近也有相关研究表明，多种神经退行性疾病的机制中也有Fe3 的参与，其中就包括阿尔茨海默氏症[3-4]和帕金森氏病[5-6]。因此，设计开发能选择性更高、更为灵敏地检测铁离子的试剂尤为重要且意义重大。
2,2′-联吡啶是一种结构稳定、性能优良的对称型双齿配体，是一种应用非常广泛的螫合剂，特别是在生命科学领域[ 7]、分子催化领域[8]和光电材料领域[9]同时也是一种常用的金属配体，它与很多金属离子都能较容易的形成稳定的配合物 [10],铁（Ⅱ）的显色就常用其作为显色剂。但考虑到其显色反应的灵敏度和摩尔吸光系数不够理想，我们采用4,4′-二甲基2,2′-联吡啶作为母体，合成了一种新的显色剂4-甲基2,2′-联吡啶-4-氨基安替比林希夫碱（R）来测定铁离子的含量。实验结果表明该法灵敏度高，干扰离子少。
2 实验部分
2.1 实验仪器和试剂
4,4′-二甲基2,2′-联吡啶，无水乙醇，HCl，NaOH ，HAc，NaAc，SnO2，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，盐酸羟胺。实验中所用水均为高纯去离子水，所用试剂均为分析纯，国药六厂生产。
紫外可见分光光度计（UV3600）日本 岛津；
pH计（PH1100）美国 Oakton 公司；
全数字化核磁共振波谱器 AVANCEAV 400MHz 瑞士 布鲁克
单晶 X 射线衍射仪（SMART，APEX II）德国 布鲁克
2.2 显色剂R的合成
2.2.1 4-甲基-4′-甲酰基-2,2′-联吡啶的合成
根据文献[11]，在 100 ml 三颈烧瓶中，将 4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶 2.64 g (0.014 mol) 加入到 75 ml 二氧六环中，然后向其中加入 1.74 gSeO2 (0.016 mol)，升高温度到115℃搅拌24 h。取下溶液，趁热过滤，用旋转蒸发仪蒸干溶剂。蒸干以后得到的固体用乙酸乙酯溶解并过滤，然后为了除去多余的羧酸 ，采用1 mol/L的 Na2CO3 中和乙酸乙酯层，再用 0.3 M Na2S2O5 (3×100 ml) 萃取。合并水提取物，用 Na2CO3 调节至 pH约 为10，再用CH2Cl2萃取，旋转蒸发萃取液，可得产物 4′-甲基-2,2′-联吡啶基-4-甲醛。
2.2.2 显色剂R的合成
将4-氨基安替比林0.7g（约3mmol）的乙醇溶液和0.669g（3mmol）4-甲基-4′-甲酰基-2,2′-联吡啶的乙醇溶液共25ml，加入50ml三颈烧瓶中，放置在81℃油浴中，滴加1ml冰醋酸为催化剂，搅拌回流4小时。反应结束，冷却至室温。低温状态下，静置12h，过滤，即可得到淡黄色晶体L1。反应方程式如图3 ：
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